JPH07191113A - Ｓｑｕｉｄ磁気センサ - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ磁気センサInfo
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- JPH07191113A JPH07191113A JP5347147A JP34714793A JPH07191113A JP H07191113 A JPH07191113 A JP H07191113A JP 5347147 A JP5347147 A JP 5347147A JP 34714793 A JP34714793 A JP 34714793A JP H07191113 A JPH07191113 A JP H07191113A
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- squid
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- hole
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁場−電圧特性におけるフランホッファー回
折的な挙動を小さくすることにより、微小な磁場を均一
な精度で計測できるようにする。 【構成】 酸化物超伝導体薄膜で形成され、略中央にホ
ール４が開設されるとともに、このホール４の周囲に、
外周に向かう２つの内側スリット５および外側スリット
６が開設されたワッシャー部３と、高温超伝導体薄膜で
形成され、内側スリット５と外側スリット６との間に配
設されたジョセフソン接合部７とからなるＳＱＵＩＤ層
２を基板１に設ける。
折的な挙動を小さくすることにより、微小な磁場を均一
な精度で計測できるようにする。 【構成】 酸化物超伝導体薄膜で形成され、略中央にホ
ール４が開設されるとともに、このホール４の周囲に、
外周に向かう２つの内側スリット５および外側スリット
６が開設されたワッシャー部３と、高温超伝導体薄膜で
形成され、内側スリット５と外側スリット６との間に配
設されたジョセフソン接合部７とからなるＳＱＵＩＤ層
２を基板１に設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、微弱な磁気を精度よ
く測定するためのＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子）磁
気センサに関するものである。
く測定するためのＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子）磁
気センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、微弱な磁気を検出するために研究
されているＳＱＵＩＤは、ジョセフソン接合を利用した
高感度磁気センサであり、量子干渉効果を利用して磁束
量子φ0 （１．５×１０-15 Ｗｂ）の１０万分の１の磁
束を電圧に変換して計測するものである。したがって、
ＳＱＵＩＤは、微弱な磁気の測定に有用であり、生体磁
気計測、物理定数計測、非破壊検査などに応用されてい
る。
されているＳＱＵＩＤは、ジョセフソン接合を利用した
高感度磁気センサであり、量子干渉効果を利用して磁束
量子φ0 （１．５×１０-15 Ｗｂ）の１０万分の１の磁
束を電圧に変換して計測するものである。したがって、
ＳＱＵＩＤは、微弱な磁気の測定に有用であり、生体磁
気計測、物理定数計測、非破壊検査などに応用されてい
る。
【０００３】そして、なかでも生体磁場計測への応用は
超伝導の応用研究の中でも大きな駆動力となっており、
例えば心臓のＱＲＳ波や特別な磁気遮蔽を施せば、脳波
もＳＱＵＩＤによって容易に検出することができること
が知られている。このＳＱＵＩＤには、ジョセフソン接
合が１個のｒｆＳＱＵＩＤと、ジョセフソン接合が２個
のｄｃＳＱＵＩＤとがある。
超伝導の応用研究の中でも大きな駆動力となっており、
例えば心臓のＱＲＳ波や特別な磁気遮蔽を施せば、脳波
もＳＱＵＩＤによって容易に検出することができること
が知られている。このＳＱＵＩＤには、ジョセフソン接
合が１個のｒｆＳＱＵＩＤと、ジョセフソン接合が２個
のｄｃＳＱＵＩＤとがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＳＱＵＩＤは、ジョセフソン接合部が濃縮された磁束に
晒されるため、磁場−電圧特性におけるフランホッファ
ー回折的な挙動が大きく表れ、精度にばらつきが発生す
るという不都合があった。上記したフランホッファー回
折とは、磁界がジョセフソン接合に加わることにより、
ジョセフソン接合を流れる電流に分布が発生し、分布し
た電流が相互に干渉し合ってお互いに強め合ったり、弱
め合ったりすることを言う。このフランホッファー回折
がＳＱＵＩＤのジョセフソン接合に生ずると、本来の磁
束−電圧特性であるところの正弦波的な特性に、その周
期の数倍〜数百倍長い周期のうねりが畳重し、特性がゆ
がめられ、ＳＱＵＩＤ感度が低下する。
ＳＱＵＩＤは、ジョセフソン接合部が濃縮された磁束に
晒されるため、磁場−電圧特性におけるフランホッファ
ー回折的な挙動が大きく表れ、精度にばらつきが発生す
るという不都合があった。上記したフランホッファー回
折とは、磁界がジョセフソン接合に加わることにより、
ジョセフソン接合を流れる電流に分布が発生し、分布し
た電流が相互に干渉し合ってお互いに強め合ったり、弱
め合ったりすることを言う。このフランホッファー回折
がＳＱＵＩＤのジョセフソン接合に生ずると、本来の磁
束−電圧特性であるところの正弦波的な特性に、その周
期の数倍〜数百倍長い周期のうねりが畳重し、特性がゆ
がめられ、ＳＱＵＩＤ感度が低下する。
【０００５】この発明は、上記したような不都合を解消
するためになされたもので、磁場−電圧特性におけるフ
ランホッファー回折的な挙動を小さくすることにより、
微小な磁場を均一な精度で計測できるＳＱＵＩＤ磁気セ
ンサを提供するものである。
するためになされたもので、磁場−電圧特性におけるフ
ランホッファー回折的な挙動を小さくすることにより、
微小な磁場を均一な精度で計測できるＳＱＵＩＤ磁気セ
ンサを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】まず、第１発明のＳＱＵ
ＩＤ磁気センサは、超伝導体薄膜で形成され、略中央に
ホールが開設されるとともに、このホールの周囲に、外
周に向かう少なくとも１つの内側スリットおよび外側ス
リットが開設されたワッシャー部と、高温超伝導体薄膜
で形成され、内側スリットと外側スリットとの間に配設
されたジョセフソン接合部とからなるＳＱＵＩＤ層を有
するものである。
ＩＤ磁気センサは、超伝導体薄膜で形成され、略中央に
ホールが開設されるとともに、このホールの周囲に、外
周に向かう少なくとも１つの内側スリットおよび外側ス
リットが開設されたワッシャー部と、高温超伝導体薄膜
で形成され、内側スリットと外側スリットとの間に配設
されたジョセフソン接合部とからなるＳＱＵＩＤ層を有
するものである。
【０００７】そして、第２の発明のＳＱＵＩＤ磁気セン
サは、前述のＳＱＵＩＤ層と、超伝導体で形成され、略
中央にホールが開設され、このホールの周囲に、外周に
向かうスリットが開設された磁束遮蔽層とを備え、ＳＱ
ＵＩＤ層のホールと磁束遮蔽層のホールとを対向させ、
各スリットが重ならないようにするとともに、ジョセフ
ソン接合部を磁束遮蔽層で覆うようにＳＱＵＩＤ層と磁
束遮蔽層とを積層させたものである。
サは、前述のＳＱＵＩＤ層と、超伝導体で形成され、略
中央にホールが開設され、このホールの周囲に、外周に
向かうスリットが開設された磁束遮蔽層とを備え、ＳＱ
ＵＩＤ層のホールと磁束遮蔽層のホールとを対向させ、
各スリットが重ならないようにするとともに、ジョセフ
ソン接合部を磁束遮蔽層で覆うようにＳＱＵＩＤ層と磁
束遮蔽層とを積層させたものである。
【０００８】
【作用】この発明のＳＱＵＩＤ磁気センサは、磁束をＳ
ＱＵＩＤ層のホール内に濃縮する。このとき、ジョセフ
ソン接合部は、ＳＱＵＩＤ層のホールから離れ、磁束遮
蔽層で覆われているので、濃縮された磁束に晒されなく
なる。
ＱＵＩＤ層のホール内に濃縮する。このとき、ジョセフ
ソン接合部は、ＳＱＵＩＤ層のホールから離れ、磁束遮
蔽層で覆われているので、濃縮された磁束に晒されなく
なる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。 実施例１ 図１はこの発明の第１実施例であるＳＱＵＩＤ磁気セン
サを模式的に示した平面図である。図１において、１は
基板を示し、ＳｒＴｉＯ3 （１００）で構成され、高さ
２０００オングストローグの段差が表面に形成されてい
る。
する。 実施例１ 図１はこの発明の第１実施例であるＳＱＵＩＤ磁気セン
サを模式的に示した平面図である。図１において、１は
基板を示し、ＳｒＴｉＯ3 （１００）で構成され、高さ
２０００オングストローグの段差が表面に形成されてい
る。
【００１０】２は基板１に形成されたＳＱＵＩＤ層を示
し、酸化物超伝導体薄膜で形成された２ｍｍ×２ｍｍの
ワッシャー部３と、高温超伝導体薄膜で形成されたジョ
セフソン接合部７とで構成されている。このワッシャー
部３には、略中央に２５μｍ×２５μｍのホール４が開
設され、このホール４の周囲に、外周に向かう２つの内
側スリット５および外側スリット６が開設されている。
し、酸化物超伝導体薄膜で形成された２ｍｍ×２ｍｍの
ワッシャー部３と、高温超伝導体薄膜で形成されたジョ
セフソン接合部７とで構成されている。このワッシャー
部３には、略中央に２５μｍ×２５μｍのホール４が開
設され、このホール４の周囲に、外周に向かう２つの内
側スリット５および外側スリット６が開設されている。
【００１１】なお、内側スリット５は幅が３μｍで、長
さが２５μｍとされ、外側スリット６は幅が８μｍとさ
れている。そして、内側スリット５と外側スリット６と
の間にジョセフソン接合部７が配設され、このジョセフ
ソン接合部７の部分が基板１の段差部分となっている。
さが２５μｍとされ、外側スリット６は幅が８μｍとさ
れている。そして、内側スリット５と外側スリット６と
の間にジョセフソン接合部７が配設され、このジョセフ
ソン接合部７の部分が基板１の段差部分となっている。
【００１２】次に、ＳＱＵＩＤ磁気センサの作製につい
て説明する。まず、２０００オングストローグの段差を
形成した基板１上にレーザ蒸着法によってＹＢＣＯ酸化
物超伝導体薄膜（膜厚２０００オングストローグ）を形
成する。なお、成膜条件は、レーザ波長２４８ｎｍ、レ
ーザパワー３００ｍＪ／Ｐｕｌｓｅ、基板温度６７０
℃、成膜速度５００オングストローグ／分、酸素分圧４
００ｍＴｏｒｒ．である。
て説明する。まず、２０００オングストローグの段差を
形成した基板１上にレーザ蒸着法によってＹＢＣＯ酸化
物超伝導体薄膜（膜厚２０００オングストローグ）を形
成する。なお、成膜条件は、レーザ波長２４８ｎｍ、レ
ーザパワー３００ｍＪ／Ｐｕｌｓｅ、基板温度６７０
℃、成膜速度５００オングストローグ／分、酸素分圧４
００ｍＴｏｒｒ．である。
【００１３】次に、イオンミリングによってワッシャー
部３、ホール４、内側スリット５、外側スリット６を加
工・成型し、内側スリット５と外側スリット６との間に
ジョセフソン接合部７を形成する。そして、同様な方法
で比較例としてワッシャー部が２ｍｍ×２ｍｍ、ホール
が２５μｍ×２５μｍで、内側スリットのないＳＱＵＩ
Ｄを製作し、性能を比較した。
部３、ホール４、内側スリット５、外側スリット６を加
工・成型し、内側スリット５と外側スリット６との間に
ジョセフソン接合部７を形成する。そして、同様な方法
で比較例としてワッシャー部が２ｍｍ×２ｍｍ、ホール
が２５μｍ×２５μｍで、内側スリットのないＳＱＵＩ
Ｄを製作し、性能を比較した。
【００１４】このようにして得られた第１実施例のＳＱ
ＵＩＤ磁気センサに図示を省略した計測系を接続して液
体窒素中で磁場分解能を計測したところ、１０ｐＴｅｓ
ｌａ／Ｈｚ1/2 ａｔ１０Ｈｚであった。そして、ジョセ
フソン接合部７が内側スリット５および外側スリット６
によって濃縮された磁束に晒されなくなるため、内側ス
リット５のない従来のＳＱＵＩＤ磁気センサに比べて磁
場−電圧特性におけるフランホッファー回折的な挙動が
小さくなった。さらに、内側スリット５の面積が小さい
ため、インダクタンスの上昇を抑制でき、出力電圧およ
び磁場分解能はほとんど変化しなかった。
ＵＩＤ磁気センサに図示を省略した計測系を接続して液
体窒素中で磁場分解能を計測したところ、１０ｐＴｅｓ
ｌａ／Ｈｚ1/2 ａｔ１０Ｈｚであった。そして、ジョセ
フソン接合部７が内側スリット５および外側スリット６
によって濃縮された磁束に晒されなくなるため、内側ス
リット５のない従来のＳＱＵＩＤ磁気センサに比べて磁
場−電圧特性におけるフランホッファー回折的な挙動が
小さくなった。さらに、内側スリット５の面積が小さい
ため、インダクタンスの上昇を抑制でき、出力電圧およ
び磁場分解能はほとんど変化しなかった。
【００１５】実施例２ 図２はこの発明の第２実施例であるＳＱＵＩＤ磁気セン
サを分解して模式的に示した分解斜視図、図３は図２の
ＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させた状態を示した
説明図であり、図１と同一部分に同一符号を付して説明
を省略する。これらの図において、１１は基板を示し、
ＳｒＴｉＯ3 （１００）で構成されている。
サを分解して模式的に示した分解斜視図、図３は図２の
ＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させた状態を示した
説明図であり、図１と同一部分に同一符号を付して説明
を省略する。これらの図において、１１は基板を示し、
ＳｒＴｉＯ3 （１００）で構成されている。
【００１６】１２は基板１１に形成された１１ｍｍ×１
１ｍｍの磁気遮蔽層を示し、略中央にホール４と同じ大
きさである２５μｍ×２５μｍのホール１３が開設さ
れ、このホール１３の周囲に、外周に向かうスリット１
４が５μｍの幅で開設されている。なお、磁束遮蔽層１
２は、ＳＱＵＩＤ層２に準じて作製する。
１ｍｍの磁気遮蔽層を示し、略中央にホール４と同じ大
きさである２５μｍ×２５μｍのホール１３が開設さ
れ、このホール１３の周囲に、外周に向かうスリット１
４が５μｍの幅で開設されている。なお、磁束遮蔽層１
２は、ＳＱＵＩＤ層２に準じて作製する。
【００１７】次に、ＳＱＵＩＤ磁気センサの作製につい
て説明する。上記のように作製したＳＱＵＩＤ層２のホ
ール４と、磁束遮蔽層１２のホール１３とを重ねるとと
もに、スリット１４が内側スリット５および外側スリッ
ト６と重ならないように磁束遮蔽層１２をＳＱＵＩＤ層
２に積層させて一体化することにより、ＳＱＵＩＤ磁気
センサとすることができる。
て説明する。上記のように作製したＳＱＵＩＤ層２のホ
ール４と、磁束遮蔽層１２のホール１３とを重ねるとと
もに、スリット１４が内側スリット５および外側スリッ
ト６と重ならないように磁束遮蔽層１２をＳＱＵＩＤ層
２に積層させて一体化することにより、ＳＱＵＩＤ磁気
センサとすることができる。
【００１８】このようにして得られた第２実施例のＳＱ
ＵＩＤ磁気センサに図示を省略した計測系を接続して液
体窒素中で磁場分解能を計測したところ、０．６ｐＴｅ
ｓｌａ／Ｈｚ1/2 ａｔ１０Ｈｚであり、磁場−電圧特性
におけるフランホッファー回折的な挙動は完全に消失し
た。
ＵＩＤ磁気センサに図示を省略した計測系を接続して液
体窒素中で磁場分解能を計測したところ、０．６ｐＴｅ
ｓｌａ／Ｈｚ1/2 ａｔ１０Ｈｚであり、磁場−電圧特性
におけるフランホッファー回折的な挙動は完全に消失し
た。
【００１９】この第２実施例のＳＱＵＩＤ磁気センサの
フランホッファー回折的な挙動が第１実施例に比べて改
善された理由は、ジョセフソン接合部７が磁束遮蔽層１
２で覆われることによって直接磁場に晒されなくなるか
らである。
フランホッファー回折的な挙動が第１実施例に比べて改
善された理由は、ジョセフソン接合部７が磁束遮蔽層１
２で覆われることによって直接磁場に晒されなくなるか
らである。
【００２０】実施例３ 図４はこの発明の第３実施例であるＳＱＵＩＤ磁気セン
サを構成するＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させた
状態を示した説明図であり、図１〜図３と同一部分に同
一符号を付して説明を省略する。図４において、１３Ａ
は磁束遮蔽層１２の略中央に４０μｍ×４０μｍで開設
されたホールを示す。
サを構成するＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させた
状態を示した説明図であり、図１〜図３と同一部分に同
一符号を付して説明を省略する。図４において、１３Ａ
は磁束遮蔽層１２の略中央に４０μｍ×４０μｍで開設
されたホールを示す。
【００２１】次に、ＳＱＵＩＤ磁気センサの作製につい
て説明する。上記のように作製したＳＱＵＩＤ層２のホ
ール４が磁束遮蔽層１２のホール１３Ａ内に位置するよ
うに対向させ、ジョセフソン接合部７を磁束遮蔽層１２
で覆うとともに、スリット１４が内側スリット５および
外側スリット６と重ならないように磁束遮蔽層１２をＳ
ＱＵＩＤ層２に積層させて一体化することにより、ＳＱ
ＵＩＤ磁気センサとすることができる。
て説明する。上記のように作製したＳＱＵＩＤ層２のホ
ール４が磁束遮蔽層１２のホール１３Ａ内に位置するよ
うに対向させ、ジョセフソン接合部７を磁束遮蔽層１２
で覆うとともに、スリット１４が内側スリット５および
外側スリット６と重ならないように磁束遮蔽層１２をＳ
ＱＵＩＤ層２に積層させて一体化することにより、ＳＱ
ＵＩＤ磁気センサとすることができる。
【００２２】このようにして得られた第３実施例のＳＱ
ＵＩＤ磁気センサにおいても、第２実施例のＳＱＵＩＤ
磁気センサと同様な効果が得られた。
ＵＩＤ磁気センサにおいても、第２実施例のＳＱＵＩＤ
磁気センサと同様な効果が得られた。
【００２３】実施例４ 図５はこの発明の第４実施例であるＳＱＵＩＤ磁気セン
サを構成するＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させた
状態を示した説明図であり、図１〜図４と同一部分に同
一符号を付して説明を省略する。図４において、１３Ｂ
は磁束遮蔽層１２の略中央に２０μｍ×２０μｍで開設
されたホールを示す。
サを構成するＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させた
状態を示した説明図であり、図１〜図４と同一部分に同
一符号を付して説明を省略する。図４において、１３Ｂ
は磁束遮蔽層１２の略中央に２０μｍ×２０μｍで開設
されたホールを示す。
【００２４】次に、ＳＱＵＩＤ磁気センサの作製につい
て説明する。上記のように作製した磁束遮蔽層１２のホ
ール１３ＢがＳＱＵＩＤ層２のホール４内に位置するよ
うに対向させ、ジョセフソン接合部７を磁束遮蔽層１２
で覆うとともに、スリット１４が内側スリット５および
外側スリット６と重ならないように磁束遮蔽層１２をＳ
ＱＵＩＤ層２に積層させて一体化することにより、ＳＱ
ＵＩＤ磁気センサとすることができる。
て説明する。上記のように作製した磁束遮蔽層１２のホ
ール１３ＢがＳＱＵＩＤ層２のホール４内に位置するよ
うに対向させ、ジョセフソン接合部７を磁束遮蔽層１２
で覆うとともに、スリット１４が内側スリット５および
外側スリット６と重ならないように磁束遮蔽層１２をＳ
ＱＵＩＤ層２に積層させて一体化することにより、ＳＱ
ＵＩＤ磁気センサとすることができる。
【００２５】このようにして得られた第４実施例のＳＱ
ＵＩＤ磁気センサにおいても、第２実施例のＳＱＵＩＤ
磁気センサと同様な効果が得られた。
ＵＩＤ磁気センサにおいても、第２実施例のＳＱＵＩＤ
磁気センサと同様な効果が得られた。
【００２６】上記した実施例では、ＳＱＵＩＤ層２の大
きさを２ｍｍ×２ｍｍの正方形としたが、その形状は限
定されるものでないが、正方形、正方形に近い長方形、
あるいは円形とすることが望ましい。そして、ＳＱＵＩ
Ｄ層２の面積は、２ｍｍ2 よりも小さいと、磁束濃縮効
率が低くて充分な磁場分解能が得られず、１０００ｍｍ
2 よりも大きいと、位置の分解能が低下するので、磁束
濃縮効率を効果的に得るＳＱＵＩＤ層２の面積は、２ｍ
ｍ2 〜１０００ｍｍ2 とすることが望ましいが、１００
ｍｍ2 〜４００ｍｍ2とすることがより一層望ましい。
しかし、ＳＱＵＩＤ層２の面積を２ｍｍ2 〜６ｍｍ2 に
すると、１回のプロセスで作製可能となり、大量生産に
適合させることができる。
きさを２ｍｍ×２ｍｍの正方形としたが、その形状は限
定されるものでないが、正方形、正方形に近い長方形、
あるいは円形とすることが望ましい。そして、ＳＱＵＩ
Ｄ層２の面積は、２ｍｍ2 よりも小さいと、磁束濃縮効
率が低くて充分な磁場分解能が得られず、１０００ｍｍ
2 よりも大きいと、位置の分解能が低下するので、磁束
濃縮効率を効果的に得るＳＱＵＩＤ層２の面積は、２ｍ
ｍ2 〜１０００ｍｍ2 とすることが望ましいが、１００
ｍｍ2 〜４００ｍｍ2とすることがより一層望ましい。
しかし、ＳＱＵＩＤ層２の面積を２ｍｍ2 〜６ｍｍ2 に
すると、１回のプロセスで作製可能となり、大量生産に
適合させることができる。
【００２７】一方、ホール４の大きさを２５μｍ×２５
μｍの正方形としたが、その形状は限定されるものでな
いが、ＳＱＵＩＤ層２と同様に、正方形、正方形に近い
長方形、あるいは円形とすることが望ましい。そして、
ホール４の面積は、４μｍ2 よりも小さいと、磁束の捕
捉量が少なくなって磁場分解能が低下し、２０００μｍ
2 よりも大きいと、インダクタンスが大きくなるととと
もに、出力電圧が小さくなるので、磁場分解能がよく、
インダクタンスが小さく、大きな出力電圧が得られるホ
ール４の面積は、４μｍ2 〜２０００μｍ2 とすること
が望ましいが、１００μｍ2 〜４００μｍ2 とすること
がより一層望ましい。
μｍの正方形としたが、その形状は限定されるものでな
いが、ＳＱＵＩＤ層２と同様に、正方形、正方形に近い
長方形、あるいは円形とすることが望ましい。そして、
ホール４の面積は、４μｍ2 よりも小さいと、磁束の捕
捉量が少なくなって磁場分解能が低下し、２０００μｍ
2 よりも大きいと、インダクタンスが大きくなるととと
もに、出力電圧が小さくなるので、磁場分解能がよく、
インダクタンスが小さく、大きな出力電圧が得られるホ
ール４の面積は、４μｍ2 〜２０００μｍ2 とすること
が望ましいが、１００μｍ2 〜４００μｍ2 とすること
がより一層望ましい。
【００２８】なお、内側スリット５の幅を３μｍとした
が、内側スリット５の幅は狭いほど面積が小さくなるの
で、インダクタンスを低減させることが可能になり、望
ましい。そして、内側スリット５の長さを２５μｍとし
たが、ホール４とジョセフソン接合部７との間隔は、１
０μｍ〜１００μｍとすることが望ましい。さらに、基
板１に酸化物超伝導体薄膜を作製する方法としては、レ
ーザ蒸着法、スパッタリング法、真空蒸着法、ＭＢＥな
どを適用してＹ（イットリウム）系、あるいはＢｉ（ビ
スマス）系、Ｔｌ（タリウム）系の酸化物超伝導体薄膜
を形成すればよい。
が、内側スリット５の幅は狭いほど面積が小さくなるの
で、インダクタンスを低減させることが可能になり、望
ましい。そして、内側スリット５の長さを２５μｍとし
たが、ホール４とジョセフソン接合部７との間隔は、１
０μｍ〜１００μｍとすることが望ましい。さらに、基
板１に酸化物超伝導体薄膜を作製する方法としては、レ
ーザ蒸着法、スパッタリング法、真空蒸着法、ＭＢＥな
どを適用してＹ（イットリウム）系、あるいはＢｉ（ビ
スマス）系、Ｔｌ（タリウム）系の酸化物超伝導体薄膜
を形成すればよい。
【００２９】また、各ホール４，１３および各スリット
５，６，１４を加工・成型するには、イオンミリングあ
るいはケミカルエッチングなどを適用すればよい。な
お、ジョセフソン接合部７は、基板１の段差を利用した
弱結合型、バイクリスタル型、トンネル型などのものを
用いることができる。また、磁束遮蔽層１２は、ＳＱＵ
ＩＤ層２の上に絶縁層を形成した後、絶縁層の上に形成
してもよい。
５，６，１４を加工・成型するには、イオンミリングあ
るいはケミカルエッチングなどを適用すればよい。な
お、ジョセフソン接合部７は、基板１の段差を利用した
弱結合型、バイクリスタル型、トンネル型などのものを
用いることができる。また、磁束遮蔽層１２は、ＳＱＵ
ＩＤ層２の上に絶縁層を形成した後、絶縁層の上に形成
してもよい。
【００３０】このようにしてＳＱＵＩＤ磁気センサを構
成すると、ＳＱＵＩＤ層２と磁束遮蔽層１２との密着性
が向上するので、磁場−電圧特性のフランホッファー回
折的な挙動をより効果的に防止でき、外側スリット６に
おける磁束のリークをより効果的に防止することができ
る。そして、ＳＱＵＩＤ層２をｄｃＳＱＵＩＤとした
が、ｒｆＳＱＵＩＤであってもよい。さらに、超伝導体
薄膜および超伝導体を酸化物としたが、他のものであっ
てもよいことは言うまでもない
成すると、ＳＱＵＩＤ層２と磁束遮蔽層１２との密着性
が向上するので、磁場−電圧特性のフランホッファー回
折的な挙動をより効果的に防止でき、外側スリット６に
おける磁束のリークをより効果的に防止することができ
る。そして、ＳＱＵＩＤ層２をｄｃＳＱＵＩＤとした
が、ｒｆＳＱＵＩＤであってもよい。さらに、超伝導体
薄膜および超伝導体を酸化物としたが、他のものであっ
てもよいことは言うまでもない
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、内側
スリットおよび外側スリットを開設することにより、さ
らにジョセフソン接合部を磁束遮蔽層で覆うことによ
り、ジョセフソン接合部を濃縮された磁束に晒さないよ
うにしたので、磁場−電圧特性におけるフランホッファ
ー回折的な挙動が小さくなる。したがって、微小な磁場
を均一な精度で計測できる。
スリットおよび外側スリットを開設することにより、さ
らにジョセフソン接合部を磁束遮蔽層で覆うことによ
り、ジョセフソン接合部を濃縮された磁束に晒さないよ
うにしたので、磁場−電圧特性におけるフランホッファ
ー回折的な挙動が小さくなる。したがって、微小な磁場
を均一な精度で計測できる。
【００３２】また、内側スリットの面積を小さくするこ
とにより、内側スリットの面積を含めたＳＱＵＩＤ層の
ホールの面積は大きく変化しないので、インダクタンス
の上昇を抑制できるため、出力電圧および磁場分解能を
ほとんど変化させなくすることができる。さらに、内側
スリットおよび／または外側スリットを磁束遮蔽層で覆
うことにより、内側スリットおよび／または外側スリッ
トにおける磁束のリークがなくなるので、感度を向上さ
せることができ、より一層精度よく計測することができ
る。
とにより、内側スリットの面積を含めたＳＱＵＩＤ層の
ホールの面積は大きく変化しないので、インダクタンス
の上昇を抑制できるため、出力電圧および磁場分解能を
ほとんど変化させなくすることができる。さらに、内側
スリットおよび／または外側スリットを磁束遮蔽層で覆
うことにより、内側スリットおよび／または外側スリッ
トにおける磁束のリークがなくなるので、感度を向上さ
せることができ、より一層精度よく計測することができ
る。
【図１】この発明の第１実施例であるＳＱＵＩＤ磁気セ
ンサを模式的に示した平面図である。
ンサを模式的に示した平面図である。
【図２】この発明の第２実施例であるＳＱＵＩＤ磁気セ
ンサを分解して模式的に示した分解斜視図である。
ンサを分解して模式的に示した分解斜視図である。
【図３】図２のＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させ
た状態を示した説明図である。
た状態を示した説明図である。
【図４】この発明の第３実施例であるＳＱＵＩＤ磁気セ
ンサを構成するＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させ
た状態を示した説明図である。
ンサを構成するＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させ
た状態を示した説明図である。
【図５】この発明の第４実施例であるＳＱＵＩＤ磁気セ
ンサを構成するＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させ
た状態を示した説明図である。
ンサを構成するＳＱＵＩＤ層と磁束遮蔽層とを積層させ
た状態を示した説明図である。
１ 基板 ２ ＳＱＵＩＤ層 ３ ワッシャー部 ４ ホール ５ 内側スリット ６ 外側スリット ７ ジョセフソン接合部 １１ 基板 １２ 磁束遮蔽層 １３ ホール １３Ａ，１３Ｂ ホール １４ スリット
Claims (2)
- 【請求項１】 超伝導体薄膜で形成され、略中央にホー
ルが開設されるとともに、このホールの周囲に、外周に
向かう少なくとも１つの内側スリットおよび外側スリッ
トが開設されたワッシャー部と、高温超伝導体薄膜で形
成され、前記内側スリットと前記外側スリットとの間に
配設されたジョセフソン接合部とからなるＳＱＵＩＤ層
を有する、 ことを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサ。 - 【請求項２】 超伝導体で形成され、略中央にホールが
開設され、このホールの周囲に、外周に向かうスリット
が開設された磁束遮蔽層を設け、 請求項１に記載のＳＱＵＩＤ層のホールと、前記磁気遮
蔽層のホールとを対向させ、前記各スリットが重ならな
いようにするとともに、前記ジョセフソン接合部を前記
磁束遮蔽層で覆うように前記ＳＱＵＩＤ層と前記磁束遮
蔽層とを積層させた、 ことを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347147A JPH07191113A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Ｓｑｕｉｄ磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347147A JPH07191113A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Ｓｑｕｉｄ磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191113A true JPH07191113A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18388238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5347147A Pending JPH07191113A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Ｓｑｕｉｄ磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07191113A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01200679A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Hitachi Ltd | 超電導量子干渉計 |
| JPH0217684A (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-22 | Hitachi Ltd | 超電導センサ及びその製造方法 |
| JPH033278A (ja) * | 1989-05-30 | 1991-01-09 | Hitachi Ltd | 量子干渉トランジスタ |
| JPH0513829A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｓｑｕｉｄ |
| JPH05196712A (ja) * | 1991-08-29 | 1993-08-06 | Shimadzu Corp | Ｓｑｕｉｄ磁力計 |
| JPH05299711A (ja) * | 1992-04-17 | 1993-11-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｓｑｕｉｄ |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5347147A patent/JPH07191113A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01200679A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Hitachi Ltd | 超電導量子干渉計 |
| JPH0217684A (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-22 | Hitachi Ltd | 超電導センサ及びその製造方法 |
| JPH033278A (ja) * | 1989-05-30 | 1991-01-09 | Hitachi Ltd | 量子干渉トランジスタ |
| JPH0513829A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｓｑｕｉｄ |
| JPH05196712A (ja) * | 1991-08-29 | 1993-08-06 | Shimadzu Corp | Ｓｑｕｉｄ磁力計 |
| JPH05299711A (ja) * | 1992-04-17 | 1993-11-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｓｑｕｉｄ |
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